什麼是陶瓷軸承發動機 日本陶瓷軸承發動機歷史

今天看到一位朋友給我留言說,能不能介紹一下日本陶瓷軸承發動機,為了滿足這位朋友的願望,作者就翻進各大日本網站,為這位朋友開始尋找相關的陶瓷軸承發動機的相關信息,希望一下內容能夠幫助到各位。

什麼是陶瓷軸承發動機 日本陶瓷軸承發動機歷史

從日本的70年代末到80年代初,當它們的航天飛機投入實際使用時,有一臺引擎被稱為“未來發動機”。航天飛機的表面覆蓋有極其絕熱的精細陶瓷。“陶瓷發動機”誕生“如果你將這種材料用作汽車發動機,你可以提高效率”的故事。

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到今天我依然沒有聽到過任何傳言說陶瓷發動機會在那個“未來發動機”之後出現。說到今天的汽車發動機,鐵,鋁和鎂仍然使用金屬製造。是否出現了除金屬以外的新發動機那?【這個作者就不太清楚了】

陶瓷軸承發動機故事一:

人類已經制造了超過3000年的鋼鐵。合金設備和設備現在安裝在從月球表面到海底的各個地方。然而,Sanjay Correa和其他GE航空工程師確信“金屬耗盡也是時間問題。”

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他們正在開發的新材料,即陶瓷基複合材料(CMCs),將從現在開始徹底改變從發電行業到航空業的所有領域,例如,比航空業的10年更強大將能夠創造出高效的噴氣發動機。

“這是向前邁出的一大步,”科雷亞說。通用電氣本週宣佈,該公司將在去年在北卡羅來納州阿什維爾開設的美國第一家CMC工廠之後,在阿拉巴馬州的亨茨維爾建造兩座CMC工廠。它決定投資2億美元(約合240億日元)來建立CMC零件批量生產所需的供應鏈。

顧名思義,諸如CMC的“複合材料”通過組合不同的材料製成。熟悉的複合材料的一個例子是“混凝土”。 GE的CMC

是日本最初開始生產碳化硅的地方,它由嵌入碳化硅基質中的精細碳化硅纖維製成。這種碳化硅纖維的尺寸是人類頭髮的五分之一,並具有“商業祕密塗層”。

雖然它對三分之一的金屬材料來說是輕質的,但它的耐熱溫度比金屬材料高20%,並且它具有即使在很多合金開始熔化的高溫下也能使用的性質。換句話說,它與金屬一樣堅固,比陶瓷更耐用。

日本是GE開始製造碳化硅過渡的第一個地方。2012年,它成立了NGS Advanced Fiber Co.,Ltd。(以下簡稱NGS),這是一家合資企業,由Nippon Carbon擁有50%,GE擁有25%,Saffron Group擁有25%。

決定在阿拉巴馬州建造的兩座工廠之一將成為美國第一家處理碳化硅纖維的工廠,不僅將向GE產品供應材料,還將向美國國防部供應材料。

另一家工廠將使用碳化硅纖維製造一種祕密CMC膠帶,並將其用於位於北卡羅來納州阿什維爾的GE CMC工廠,該工廠已在運營。

跨業務多樣化技術和知識

GE的科學家們已經在CMC研究領域工作了20年。他們研究的“超級陶瓷”具有與金屬相同的強度,但是它的重量的三分之一和非常輕。此外,耐熱溫度為2400華氏度,比現有技術的合金高500度。

這些特性不僅可以減輕部件的重量,而且還可以創造更強大和燃油效率更高的發動機,因為它比過去需要更少的冷卻空氣。Corea和他的團隊確信使用CMC將使噴氣發動機推力提高20%,到2020年將燃油消耗降低10%。

另一方面,CMC的大規模生產非常困難,並且直到最近它的使用僅限於航天工業和戰鬥機的排氣系統。通用電氣首次應用CMC不是一個高等級,而是一個實用的。

2000年,佛羅倫薩的石油和天然氣業務部門開始使用CMC和功率為2兆瓦的燃氣輪機並開始測試。在接下來的五年中,帶有CMC護罩的渦輪機(確定進入機器熱區的空氣流動方向的特殊部件)繼續運行數千小時而沒有任何問題。

看到這一點的GE航空公司自2007年以來一直在特拉華州的精益實驗室尋找將這項技術應用於噴氣發動機的方法。這是一項旨在將技術和知識轉移到GE驕傲的GE Store業務的努力。

CMC製造的靜態部件已經投入實際使用,作為GE和Snekuma(Saffron集團)合資企業CFM International開發的下一代客機引擎“LEAP”,LEAP已收到訂單或已獲批准。銷售的發動機數量超過9,500,訂單價格超過1200億美元。

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2015年,GE開始使用GE nx發動機測試CMC部件,該發動機也安裝在許多波音夢想飛機(B787)上,並完成了GE最新大型發動機“GE9X”的技術瞄準。

對於CMC的需求將在2020年增長十倍。隨著

這項技術的完成,GE9X發動機的風扇直徑為11英尺(約3.4米),空氣壓縮比為60比1,是世界上最大且壓縮率最高的飛機歷史應該是引以為豪的噴氣發動機。“我們預計到2020年底,當這些發動機的商業用途開始時,對CMC的需求將增長十倍,”Correa說。

減輕體重的協同作用是無法估量的。隨著所有風扇葉片的重量減輕,鎳合金渦輪盤也不必像以前那樣堅固。

如果離心力減弱,軸承和其他部件可以減薄,並且發動機的進一步減輕重量將導致燃料消耗的大幅減少,這將帶來巨大的經濟和環境影響。

距離被視為一塊鐵塊的飛機發動機將由陶瓷製成的那一天也不會太遠。

陶瓷軸承發動機故事二:

說到陶瓷發動機最初是在美國軍方開發的“隔熱發動機”。開發的動機是消除油箱發動機的散熱器,降低子彈飛行的風險,並在不使用稀有金屬的情況下製造高性能發動機,稀有金屬通常是在當時的年代生產的。

並且,根據具有低隔熱和熱膨脹的陶瓷(氮化硅)是最好的,並且在日本它已被強調為“陶瓷發動機”。

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陶瓷當然具有高隔熱性和低熱膨脹性,因此不需要冷卻。但是,燃燒室內的表面不可避免地會變熱。

然後會發生什麼那?由於燃燒室的表面保持如此熱,即使在進氣過程中它也會燃燒起來,因此進氣溫度升高併發生熱膨脹。該數量將降低進氣效率。

另外,雖然不需要冷卻成陶瓷發動機,但已經發現燃燒室中的高溫導致排氣變熱,因此熱損失不會減少。

如果燃燒溫度高,則氮氧化物排放量將增加,這也將違背廢氣的淨化。此外,結論是生產成本是嚴重的,至少對於汽車而言,開發出來的陶瓷軸承沒有任何的意義。

在另一方面,混合動力系統通過恢復減速能量成功地提高了效率。

有許多“消失的技術”,如陶瓷發動機。

可以說,由汽車製造商開發的二衝程柴油發動機和馬自達目前停產的旋轉發動機已經消失。

技術不斷暴露在發展競爭中,只有合適的人才能生存。

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混合動力汽車目前是日本的“勝利”,但如果頁岩油革命大幅降低汽油價格,它可能會成為一種毫無意義的高成本產品,並可能消失。

在這種情況下,馬自達宣佈已經開發出一種實用的動力裝置,它結合了汽油和柴油的優點,即“SKYACTIV X”,如果有內燃機的未來,它正在開發中。

既然電氣化已經受到干擾,內燃機也迅速發展。可以說,將來宣佈什麼樣的技術已進入一個有趣的時代。

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